极端干旱地区胡杨林根系分布的非线性分析

依据2006年5—7月在极端干旱区额济纳旗的实测资料,对胡杨林的根系分布特征进行了分析与研究,期望对全面认识胡杨根系、根系吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供有力的试验依据和理论支持.该文将根系分为输运根系(d>0.2 cm)和吸水根系(d≤0.2 cm).输运根系的分布存在分形现象,根系土壤水分的变化对胡杨输运根系的分布有着直接影响.分析过程引入了土壤含水率期望的概念,当土壤含水率期望的平均值为25.03 cm.g/g时,输运根系分布的分维值为2.000 7;当土壤含水率期望的平均值为55.95 cm.g/g时,输运根系分布的分维值为1.627 5.即当土壤含水率期望值较低时,输运根系分布的分维值较大;当土壤含水率期望值较高时,输运根系分布的分维值较小.对于吸水根系,该文建立了根长密度在垂直和水平方向的一维分布函数以及二维分布函数.采用指数函数对吸水根系的根长密度分布函数进行拟合,拟合函数与实测数据的R2分别为:0.89、0.68、0.73和0.69,说明胡杨吸水根系根长密度的分布基本符合指数衰减规律.

极端干旱区胡杨根系分布对土壤水分的响应

依据2006和2007年6月至7月在极端干旱区额济纳的实测资料,利用分形和统计的方法对胡杨根系分布与根区土壤水分的关系进行了分析研究,建立了土壤含水率与根系分维值之间的函数关系。根系土壤水分的变化对胡杨根系分布有直接影响,当平均土壤含水率小于0.11 cm3/cm3时,根系分布的分形维数随土壤含水率的增加而增大;当土壤含水率期望值大于0.11 cm3/cm3时,根系分布的分形维数随土壤含水率的增加而减小。平均土壤含水率在0.06-0.3 cm3/cm3之间,是适宜胡杨根系生长的范围。